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赤潮

赤潮は、単細胞の植物である植物プランクトンが非常に速く成長し、「開花」して水面近くに密集して見える斑点に集積する現象です。 赤潮は自然に発生する現象ですが、栄養塩汚染や海水温の上昇がブルームを助長し、ブルームがより長く、より広い範囲を覆うようになることを示す十分な証拠が存在します。 赤潮とアオコは似ているようで異なるものです。 赤潮は主に海洋/海水域で発生し、アオコは主に淡水域で発生します。 シアノバクテリアについては、別記事でご紹介しています。

藻類のほとんどの種、つまり植物プランクトンは有害ではなく、食物網の底辺で必須のエネルギー生産者として働いており、この植物なしでは、地球の高等生物は存在できないのです。 植物プランクトンは、世界の酸素供給の80％を生み出していると言われています。 水中の栄養分と二酸化炭素を吸収し、光合成によって酸素を作り出しているのです。
残念ながら、植物プランクトンの中には、高濃度になると人間や海洋生物にとって非常に有害で毒性を持つものがあります。 フロリダ沖の赤潮を構成する渦鞭毛藻カレニア・ブレビス（K. brevis）のようなある種の植物プランクトンは、海や空中に有害なブレビトキシンを放出して、魚や海洋哺乳類、ウミガメの大量死や、近くの海岸で過ごす人の目や肺に痛みを与えることがあります。 さらに、赤潮やその他の藻類に含まれる植物性プランクトンの大部分が死滅して海底に沈み、バクテリアによる分解で周囲の海洋環境の溶存酸素（DO）濃度が低下する。 DOが大幅に減少すると、その海域は海洋生物を維持できなくなり、デッドゾーンと呼ばれる現象が発生し、さらなる魚の死滅や潜在的に重要な生息地の喪失を引き起こす可能性があります。

フロリダ州の2018年赤潮

フロリダでは過去10年で最も広範囲で有害な赤潮の1つが発生しています。 2017年8月から2018年8月の間に、150マイル幅の赤潮によって、2000トン以上の野生動物の死骸がフロリダのビーチに打ち上げられ、さらに増加しています。 州は7つの郡に非常事態を宣言しており、リー郡では野生動物の死骸の規模が最も大きい（1,700トン）。 マナティー115匹、ジンベイザメの幼魚、アカウミガメや絶滅危惧種ケンプ・リドリーを含むウミガメ354匹の死が報告されています。

元々、陸上農業の無秩序な流出によるかなりの栄養負荷があるメキシコ湾で始まった赤潮は、その後フロリダ州の先端を回り、パームビーチ郡などフロリダ州の大西洋岸に影響を及ぼしているのです。 この赤潮では、水サンプルに含まれるK. brevisの濃度が非常に高く、水1リットルあたり100万個以上の細胞（個体藻類）を数えることが分かっています。 通常、赤潮でないときのK. brevisの濃度は1リットルあたり1,000個以下です。 フロリダでのこの極端なシナリオは、海岸のコミュニティや地元の海洋野生生物に深刻な影響を与え、数百万ドルの清掃費用、人体の病気、観光収入の大幅な損失が発生しています。 2018年8月現在、この赤潮によって、フロリダではすでに沿岸のビジネスだけで800万ドルの収入減が発生しています
赤潮がメディアで取り上げられるようになるにつれ、全国の人々が、赤潮はどこから来るのか、その影響は何か、何が原因か、それを止めるにはどうしたらいいのかと考えるようになっています。

赤潮はどこから来るのか

植物プランクトンは海洋環境に自然に存在し、前述のように、地球上の生命維持に不可欠な存在です。 しかし、通常の植物プランクトンのレベル、つまり「バランスのとれたシステム」でのレベルは、海水1リットルあたり約1,000個かそれ以下でしかないのです。 しかし、赤潮が発生すると、植物プランクトンは1リットルあたり100万個、多いときには2,000万個まで増え、”ブルーム “と呼ばれる大発生をします。 つまり、植物プランクトンの大群が何年も存在して海を回り、さまざまな海岸に影響を与えるのではなく、かなり局所的な植物プランクトンが短時間に大量に発生するのです。 植物プランクトンが大量に発生する原因は何でしょうか？ 8653>

植物プランクトンが成長するには、日光に加えて、窒素やリンなどの栄養分が必要です。 当然ながら、海洋環境では窒素とリンはかなり制限されており、植物プランクトンの個体数を大きくするための栄養素が不足しているため、植物プランクトンの個体数は抑制されています。 しかし、過剰な肥料を使った農業や、濃厚飼料生産、浄化槽や廃水処理施設からの栄養豊富な汚水が海洋環境に流出すると、水路にさらなる栄養分が流入し、植物プランクトンの個体数が増え、大規模なブルームが発生することになるのです。 このような栄養塩による藻類の繁殖とデッドゾーンの形成は、富栄養化と呼ばれています。 この栄養豊富な水は、サンゴ礁の白化、サンゴ礁の死滅など、他の形態の海洋劣化にも関連しています。
結局、赤潮を構成するほとんどの植物プランクトンは死んで底に沈み、バクテリアによる分解で、周囲の海洋環境の溶存酸素（DO）含有量が減少します。 DOが大量に失われると、その海域は海洋生物を維持できなくなり、デッドゾーンと呼ばれる現象が発生して、さらなる魚の死滅や潜在的に重要な生息地の喪失を引き起こす可能性があります。
Eutrophication
Excerpt on eutrophication from NOAA:

“Harmful algal blooms, dead zones, and fish kills are the result of a process called eutrophication- which begins with the increased load of nutrients to estuaries and coastal waters.これは、河口や沿岸水域に栄養分が増加することから始まる富栄養化と呼ばれるプロセスの結果である。 米国の河口や沿岸水域の65％は、過剰な栄養塩の投入によって中程度から著しく劣化しており、藻類の繁殖や低酸素（ハイポキシック）水の原因となり、魚や海草を殺し、必須魚類生息地を減少させます。 これらの河口の多くは、二枚貝（カキ、アサリ、ホタテなど）の生息地でもあり、濾過摂食活動を通じて自然に栄養塩類を減らしている。 富栄養化の主な原因は、肥料の流出や浄化槽の排水、化石燃料の燃焼による大気汚染物質などによる過剰な窒素とリンと思われ、これらが水域に流入して藻類の繁殖を促進し、その結果、水質を低下させて河口や沿岸の生態系を劣化させる。 また、富栄養化によって二酸化炭素が発生すると、海水の酸性度が低下する（海洋酸性化）。 これは、魚介類の成長を遅らせ、二枚貝の殻形成を妨げ、商業漁業やレクリエーション漁業の漁獲量を減らし、収穫量の減少や高価な魚介類の増加につながります」

Warming Waters
農業活動による海洋水路への栄養分の過多に加えて、赤潮やシアノバクテリアなどの藻類の発生は水温上昇により悪化しています。 残念ながら、K. brevisのような有毒な株は、無害な植物プランクトンの株よりも水温上昇の恩恵を受けているようです。 海水温が高いほど藻類は速く成長する。 IPCC第4次評価報告書では、1971年から2010年の間に、海面水温は10年ごとに平均0.11℃上昇し、現在も上昇し続けていると推定しています。
「したがって、フロリダ周辺の海水が暖かくなれば、有害微生物による問題がより頻繁に起こると予想されます」フロリダ大学
気候変動による長期平均温暖化に加えて、海面水温は季節によって大きく変動しています。 このため、有害藻類ブルームは一般に季節ごとに経験されますが、2018年に見られるように、水温が十分に高いままであれば、1年も続くことがあります。

赤潮の発生場所

有害藻類ブルームと赤潮は世界中で発生しており、米国のすべての沿岸州の沿岸で記録されています。 赤潮は一年中発生しているので、いつ発生するかは一概には言えませんが、一般的には夏の間、水温が高くなったときに発生します。 下の地図は、1997年から2006年までの赤潮による動植物の死亡事故の頻度を示しています。

Figure 1. 赤潮による動物や植物の死亡の場所と頻度を示すウッズホール海洋研究所による地図
湾岸では-テキサス州の南東部とフロリダ州の南西端はほぼ毎年赤潮が発生する（詳しくはこちら）。 2017年から2018年にかけて、フロリダ湾岸沖で赤潮が継続的に発生しています。 西海岸では、赤潮はカリフォルニア州のサンタバーバラとサンディエゴの間で最も頻繁に発生しているようですが、やはり-地球上の沿岸地域全体で発生しています（分布図はこちら）。 赤潮を栄養塩の多い地域と関連づけると、湾岸（ミシシッピ川の流域）でかなり頻繁に大規模な藻類が発生するのは理にかなっている。 赤潮は海水温と栄養負荷と協調しているため、機関は一般的に赤潮がいつ発生するかを予測することができる。 メキシコ湾地域については、この予測ツール（赤潮と有毒シアノバクテリア用）をご覧ください。 8653>

赤潮の影響

植物性プランクトンは主に珪藻と渦鞭毛の2種類です。 この2つの大きな違いは、渦鞭毛藻類が自走する能力を持っているのに対し、珪藻類は完全に海流に頼って移動する点です。 米国沿岸で発生する有害な赤潮は、渦鞭毛藻類によって引き起こされることが多い。 渦鞭毛藻の種類は地域によって異なり、東南海岸やメキシコ湾では有害な渦鞭毛藻Karenia brevis (K. brevis) が多く、西海岸ではGonyaulax、北東部ではAlexandrium、カリブ海ではGambierdiscus toxicusが多く発生している。
表1. 有害植物プランクトン種のリスト、影響&発生地域（包括的なものではありません）。 出典 Scripps Institute of Oceanography & University of California, Santa Cruz

西海岸

前述の通りです。 しかし、上記の種は、空気中に浮遊する毒素を生成することができる有害な植物プランクトンの一握りである（K. brevis）、または海洋野生生物およびそれらや汚染された魚介類を摂取した人間を中毒にする可能性があります。
人間の健康
赤潮に関連する人間の健康への影響は、表1が示すように、植物プランクトンの種によって異なります。 赤潮の中には比較的無害なものもあり、人々はイベント中に泳いだりサーフィンをしたりすることができます。 フロリダのK. brevisのような有毒な植物プランクトンの中には、空気中の毒素を放出し、海岸にいる人が直接吸い込むことで、目、皮膚、喉、肺に炎症を起こし、喘息などの肺疾患を持つ人に深刻な影響を及ぼす可能性のあるものもある。 また、ブレビス菌のブレビトキシンは、風速と風向きを考慮すると、最大で1マイル内陸まで移動すると推定される。 最後に、他の有毒植物プランクトンは、汚染された魚介類を摂取することによってのみ、人間の健康にリスクを与える。 このため、お住まいの地域の赤潮を構成する珪藻や渦鞭毛の種類を把握しておくことが重要です。 地域ごとの脅威や発生状況についての詳細は、以下のリソースセクションを、人体への影響についての具体的な情報は、このCDCのウェブサイトをご覧ください。jpg

ペットの健康
有毒な赤潮は、ペットにもリスクをもたらし、汚染された魚介類や植物プランクトンを直接摂取すると、発作や麻痺などの神経への影響を引き起こす可能性があります。 リバーランディング・アニマルクリニックでは、次のように推奨しています。 「あなたの動物の行動がいつもと違う、発作を起こす、不器用、下痢をする、震えている、バランスを崩す、混乱している、目が見えないようであれば、すぐに獣医の治療を受けてください」
Marine Wildlife
赤潮は、一時的にデッドゾーンを作り、DOを減らし、野生動物を直接中毒し、食料源を中毒し、野生動物を物理的に覆って移動、狩り、食料調達能力を減少させて海洋野生動物を害する可能性があります。 以下の情報の多くは、フロリダ州魚類野生生物保護委員会から得たものです。

前述のように、赤潮は最終的に死滅すると海底に沈んで海洋バクテリアによって消費されます。 この過程で、バクテリアは周囲の海水中の溶存酸素の多くを消費し、酸素に依存して呼吸し生存する他の海洋野生生物が利用できる酸素量を減少させるのです。 赤潮の規模によっては、一時的に海洋生物が生息できない「デッドゾーン」が発生することもある。 幸い、多くの海洋生物はこのような低酸素地帯から泳いで逃げることができますが、ムール貝、カイメン、ウニなどの無脊椎動物は遠くまで移動することができないため、すべてがそうなるわけではありません。 さらに、重要な保育所、繁殖地、餌場などで低酸素現象が起こると、地域の生態系や近隣の個体群への影響が深刻になります。
海洋野生生物の直接中毒は、2018年の赤潮発生時にフロリダで経験した大量の魚の殺害の主因であると予測されています。 K. brevisに暴露された魚は、麻痺、痙攣、「激しいねじれやコークスクリュー泳法」を経験し、最終的にはエラを適切に使用・制御できなくなり、窒息して死亡することになります。 これは、K. brevisが海水1リットルあたり25万個という比較的低濃度から中濃度の場合でも起こりうる。
人間と同様に、汚染された魚介類を摂取すると、海洋生物に深刻な影響を与える可能性があります。 たとえば、カリフォルニア州モントレーでは、Pseudonitzschia australisの赤潮が発生した際、ドウモイ酸に汚染されたアンチョビーを摂取したアシカが400頭以上死亡しました。 1988年には、アメリカの大西洋岸で740頭以上のバンドウイルカが死亡するという恐ろしい事件が起きた。 科学者たちは、毒素を直接吸い込んだことと、汚染された魚介類を食べたことが原因だと考えている。 その後、フロリダ州パンハンドルで3件のイルカ死亡事故が発生し、検査した死亡イルカの93％からブレベトキシンが検出された。 マナティーでさえも、K. brevisのブルーム時に汚染された海草を摂取して中毒になったことがあります。
最後に、赤潮の物理的な広がりが、海洋野生生物の大規模な死滅を引き起こすことがあります。 2007年、カリフォルニア州モントレー沖で赤潮が発生した際、渦鞭毛藻のアカシオサングイネアが羽毛に付着し、数百羽の海鳥が死亡しました。 植物プランクトンのぬめりによって、鳥が体温を保つために必要な撥水性が羽毛から失われてしまったのです。 撥水性がないと、鳥は濡れすぎて体温が致命的に低下します。
経済
有毒な赤潮の経済的コストは、政府による清掃（主に死んだ野生生物）、海洋観光とレクリエーション収入の損失、病院への受診や病欠の増加、商業漁業と娯楽漁業の収入減など、広範囲にわたっている可能性があります。 2000年の調査によると、HABが商業漁業に与える影響は、年間1300万ドルから2500万ドルにのぼるとされています。 フロリダ州の郡レベルの清掃費用は、赤潮発生時に1つの郡で最大25万ドルと算出されています。 また、2018年8月現在、2017-2018年の赤潮により、フロリダ州ではすでに沿岸部の企業だけで800万ドルの減収が発生しています。
赤潮とHABの完全な経済的影響を定量化することは困難ですが、National Water Sentinels Harmful Algae Blooms (HABs) and You February 26, 2019 webinarが提供した以下のスライドは、素晴らしい概要を提供しています：

赤潮を防ぐには

これは一般に自然発生する現象ですが、実際のところ、気候変動と沿岸海域に排出される大量の栄養汚染によって、これらの現象の深刻さは悪化しています。 農業や造園の肥料は、地面や地表の水路に浸出します。 浄化システムや下水道などの廃水インフラは、壊れたり、あふれたり、最終的には廃棄物を処理することができなくなります。 悲しいことに、このすべての危機の間に、議会は、オキチョビー湖の放流に起因する有害藻類のブルームの評価を義務付け、藻類のブルームと低酸素現象を「国家的意義のある出来事」と宣言できるプロセスを確立するはずだった2017年の有害藻類ブルームおよび低酸素研究・制御修正法（S.1057）を2018年9月に失効させた。 安全なレクリエーション、野生生物、豊かな海岸観光経済のためにきれいな水を守るための行動を、政府のあらゆるレベルで怠ってきました。
私たちの選出した議員たちは、この公衆衛生と経済の危機に注意を払い、海岸観光経済を動かす水路や海岸への汚染の流れを制御するための行動を起こす必要があります。 今後の深刻な藻の発生を食い止めるために、地域社会のメンバー、市、州ができることについては、以下を参照してください：
私たち全員ができること。

• Scoop the Poop（うんちをすくう）。 ペットの排泄物を拾いましょう
• 路上ではなく、芝生や砂利の上で車を洗いましょう。
• 庭をもっと海にやさしくしましょう
  • 有機栽培に取り組みましょう。 化学肥料や農薬の使用をやめる
  • マルチング材や堆肥を施し、健康な生きた土を作る
  • 在来種や気候に合った植物を植える
  • 雨どいや雨どいを景観に取り入れ、雨を遅くして吸収させる
  • 庭の緑化を進める。 詳しくはこちらをご覧ください。
• 市議会に現れ、以下の行動を要求する

地元の管轄区域での行動には以下のようなものが含まれる可能性があります。

• 浄化槽の強制検査を行う
• ビーチの閉鎖や健康勧告を迅速かつ公的に掲示する
• 地元の肥料に関する強い規制を通す（良い例として Manatee County を参照）
• 雨水汚染を抑制するために積極的にプログラムを導入する。 Ocean Friendly Gardens など
• 下水道インフラの検査とメンテナンス

州全体の行動としては、以下のようなものが考えられる。

• Florida Healthy Beaches program に資金を提供し、レクリエーション用ビーチで水質悪化の指標となるバクテリアを検査する
• Set and enforce stronger water quality standards and regulations
• Help local communities transition from septic systems to sewers
• Provides funding to local
• 農業から淡水域への肥料投入を規制・制限する
• 海岸への自然の水の流れを取り戻す

赤潮のときに安全に過ごす方法

赤潮は多くの深刻な健康被害をもたらしている。 自治体の勧告や、ビーチの閉鎖、警告、ガイドラインを尊重してください。 どの地域が影響を受けているか、地元当局に確認してください（以下のリソースセクションで、あなたの州の情報があるかどうかを確認してください）。 病気や症状が出た場合は、最寄りの毒物管理センターへ連絡する。

• お住まいの地域で発生する赤潮の種類について知る
• 地元の農務省に問い合わせて、赤潮発生時に地元の魚介類を摂取するリスクについて知る
• 地元の赤潮に有害な植物性プランクトンの種（例えばK.S.A.）が含まれている場合、赤潮の発生を防ぐために、その種の魚介類を食べる。 brevis）のような有害な植物プランクトンが含まれている場合は、海岸を避けてください& 水に近づかない
• 呼吸過敏症があることがわかっている場合。
• 詳しくは以下の資料をご覧ください
• 将来の赤潮を防ぐために、今すぐ行動を起こしましょう

重要な資料

藻の発生について

• What are Algae Blooms and Why Are they Bad? (Popular Science)

フロリダ&テキサス

• Red Tide Current Status (Florida FWCC)
• Beaches Currently Affected in Florida (Florida DEP)
• Red Tide in Texas (Texas Parks & Wildlife)
• Exposure from Health Effects to K. Birds (フロリダでの赤潮の影響) K. Birds (フロリダでの赤潮の影響) Brevis & Cyanobacteria (Florida Health)

Pacific

• NOAA Marine Biotoxins Program (Pacific Region)
• Harmful Algae（有害藻類 & 赤潮地域監視プログラムとマップ（SCCOOS）

全国

• One Health Harmful Algal Bloom System (OHHABS)
• HAB-Japan (OHHABS)関連する病気（CDC）
• NOAA Ecology and Oceanography of Harmful Algal Blooms (ECOHAB)
• NOAA Monitoring and Event Response for Harmful Algal Blooms (MERHAB)
• Harmful Algal Blooms (NOAA National Ocean Service)
• Harmful Algae and Red Tides (WHOI)
• Red Tide (Surfline)